Способ определения остаточного ресурса силового диода

 

Изобретение относится к области электротехники. Его использование позволяет выработать рекомендации ремонтному персоналу в депо или на заводе по определению остаточного ресурса диодов. Предлагается при известности процессов нагрева диода током, измерения падения напряжения на диоде и определения теплового сопротивления в способе согласно изобретению нагревать диод постоянным током и замерять прямой ток, падение напряжения, температуру корпуса и температуру полупроводниковой структуры диода в установившемся режиме и определять тепловое сопротивление по определенной формуле. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники.

Остаточный ресурс силового диода определяют по величине его теплового сопротивления. Согласно ГОСТ 24461-80 известен способ определения теплового сопротивления силового диода, при котором диод с охладителем нагревают постоянным током и замеряют температуру корпуса диода со стороны диода и со стороны катода. Согласно ГОСТ 24461-80 известен способ определения теплового сопротивления диода, при котором диод нагревают путем нагрева окружающей его среды и измеряют температуру корпуса диода.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ определения остаточного ресурса силового диода, заключающийся в нагревании диода импульсным током, последующем измерении падения напряжения на диоде в холодном и горячем состоянии, интегрировании изменения величины падения напряжений и по этим данным определении теплового сопротивления диода.

Анализ опыта эксплуатации выпрямительных установок с лавинными вентилями.

Отчет о НИР ВНИИЖТа 108-Л-74, стр.35-39, Москва, 1974 г.

Однако этот способ имеет следующие недостатки. Через испытываемый диод пропускают импульсный, а не постоянный ток, как в эксплуатации, т.е. нарушается режим работы диода. Способ имеет сложную техническую реализацию, энергоемок, требует высокой квалификации обслуживающего персонала. Прибор, реализующий данный способ, имеет большие габариты и массу.

Заявляемым способом предлагается наработка статистического материала в виде множества значений тепловых сопротивлений диодов в зависимости от пробега одиночных силовых выпрямителей и на базе этих данных выработать рекомендации ремонтному персоналу в депо или ремонтном заводе по определению остаточного ресурса диодов.

В известном способе определение остаточного ресурса силового диода, заключающемся в нагреве диода током, измерении падения напряжения на диоде и определении теплового сопротивления, согласно изобретению диод нагревают постоянным током и замеряют прямой ток, падение напряжения, температуру корпуса и температуру полупроводниковой структуры силового диода в установившемся режиме и определяют тепловое сопротивление по формуле где t₁ - температура корпуса диода; t₂ - температура пластины кремния; I - прямой ток; ΔU - падение напряжения.

На фиг. 1 представлен график зависимостей температур корпуса и пластины кремния от времени t₁t₂ = f(t), характеризующую выдержку времени до наступления установившегося режима; на фиг. 2 - блок-схема прибора для реализации предлагаемого способа определения теплового сопротивления диода.

Предлагаемый способ определения остаточного ресурса силового диода реализуют следующим образом. Устанавливают силовой диод на испытательный стенд, включают постоянный ток, величина которого зависит от типа диода, и в установившемся режиме измеряют прямой ток, падение напряжения, температуру корпуса и полупроводниковой структуры. Тепловое сопротивление вычисляют по формуле Для измерения температур используют прибор на основе термопары, для измерения падения напряжения и тока используются вольтметр и амперметр постоянного тока. Предлагаемый способ может быть реализован в деповских и заводских условиях.

Использование предлагаемого способа определения остаточного ресурса силового диода обеспечивает, по сравнению с существующими способами, следующие преимущества: 1. Определение остаточного ресурса силового диода в условиях электровозного депо;
2. На основе предлагаемого способа возможно создание экспресс-метода определения остаточного ресурса силового диода.

Формула изобретения

Способ определения остаточного ресурса силового диода, при котором диод нагревают током, измеряют падение напряжения и определяют тепловое сопротивление диода, отличающийся тем, что диод нагревают постоянным током, измеряют прямой ток, падение напряжения, температуру корпуса и температуру полупроводниковой структуры диода в установившемся режиме и определяют тепловое сопротивление согласно зависимости

где t₁ - температура корпуса;
t₂ - температура полупроводниковой структуры диода;
I - прямой ток;
ΔU - падение напряжения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2